110kV地区变电站电气一次部分设计学院：工程学院班级：2010级电气工程及其自动化二班姓名：学号：指导老师：日期：2013年6月25号摘要电力工业是国民经济发展中最重要的基础能源产业，是国民经济的第一基础产业，是关系国计民生的基础产业，是世界各国经济发展战略中的优先发展重点。

作为一种先进的生产力和基础产业，电力行业对促进国民经济的发展和社会进步起到了重要作用。

与社会经济和社会发展有着十分密切的关系，它不仅是关系国家经济安全的战略大问题，而且与人们的日常生活、社会稳定密切相关。

本设计讨论的是110KV变电站电气部分的设计。

首先对原始资料进行分析，选择主变压器，在此基础上进行主接线设计，再进行短路计算，选择设备，然后进行防雷接地以及保护、配电装置设计。

关键字：变电站；短路计算；设备选择。

目录1. 原始材料及其简单分析 (1)1.1 原始材料 (1)1.2 简单分析 (2)2. 设计说明书 (2)2.1 电气主接线 (2)2.1.1主接线设计的基本要求............................................................................. .. (2)2.1.2 主接线的设计原则 (3)2.1.3 电气主接线的确定 (4)2.2 主变压器选择 (5)2.3 所用电的设计 (7)2.3.1 所用电的设计原则 (7)2.3.2 所用电源引接方式 (7)2.3.3 所用变压器的选择 (8)2.4 短路电流计算 (9)2.4.1 短路电流计算目的 (9)2.4.2 短路电流计算内容 (9)2.4.3 短路电流计算结果 (9)2.5 主要电气设备的选择 (10)2.5.1 主要电气设备的选择要求 (10)2.5.2 各电压等级电气设备的选择结果 (13)2.5.3 导线选择 (14)2.6 防雷设计 (15)2.6.1 避雷针的配置................................. 错误!未定义书签。

2.6.2 避雷器的配置................................. 错误!未定义书签。

3. 设计计算书 (18)3.1 负荷计算 (18)3.2 主变容量计算 (18)3.3 主变压器各绕组电抗标幺值计算 (18)3.4 短路电流计算 (18)3.4.1 110kV母线短路时短路电流计算 (19)3.4.2 35kV母线短路时短路电流计算 (20)3.4.3 10kV母线短路时短路电流计算 (21)3.5 电气设备的选择 (22)3.5.1 110kV侧电气设备的选择及校验 (22)3.5.2 35kV侧电气设备的选择及校验 (26)3.5.3 10kV侧电气设备的选择及校验 (29)3.6 导线的选择 (33)3.6.1 110kV母线的选择与校验 (33)3.6.2 35kV母线选择与校验 (34)3.6.3 10kV母线选择与校验 (35)3.7 避雷器的选择计算 (37)3.7.1 110kV侧避雷器的选择校验 (37)3.7.2 35kV侧避雷器的选择校验 (37)3.7.3 10kV侧避雷器的选择校验 (37)参考文献 (39)致谢 (40)1.原始材料及其简单分析1.1 原始材料1.1.1 地区电网的特点本地系统能满足本变电站的负荷需求，无需外系统的支援。

1.1.2 建站规模（1）变电站类型：110kV变电工程（2）主变台数：最终两台（要求第一期工程全部投入）（3）电压等级：110kV、35kV、10kV（4）出线回数及传输容量（5）变电站站用负荷675.3kVA1.1.3 各等级电压的出线及传输容量1)110kV出线6回2) 35Kv3)10kV1.1.4 环境条件（1）当地年最高温度为40℃，年最低温度为-5℃；（2）当地海拔高度为800米；（3）当地雷暴日数为55日/年（4）本变电站处于“薄土层石灰岩”地区，土壤电阻率高达1000 .M。

1.1.5 电气主接线要求尽量考虑设置熔冰措施。

1.1.6 短路阻抗系统作无穷大电源考虑1.1.7 设计要求（1）电气主接线设计——（《发电厂电气部分》）（2）主变压器的选择——（《发电厂电气部分》）（3）站（所）用电设计——（《发电厂电气部分》）（4）电气设备的选择——（《发电厂电气部分》（5）电力系统继电保护设计——（《电力系统继电保护》）（课程安排暂未学到，本设计略过）（6）配电装置的布置——（《发电厂电气部分》）（7）防雷及过电压保护装置设计——（《高电压技术》）1.2 简单分析本设计主要通过分析上述供电系统和负荷资料，在此基础上，进行了各电压等级主接线方案的确定，同时，通过负荷计算，确定变压器的具体型号，接着，对最大持续工作电流及短路电流的计算，以及综合各个因素，确定了变电站主要电气设备的选型，最后，对变电站进行了防雷保护方案的确定，进而完成了变电站一次系统设计。

2.设计说明书2.1 电气主接线电气主接线又称为电气一次接线，它是将电气设备已规定的图形和文字符号，按电能生产、传输、分配顺序及相关要求绘制的单相接线图。

主接线代表了发电厂或变电站高电压、大电流的电气部分主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分。

它直接影响电力生产运行的可靠性、灵活性，同时对电气设备选择、配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式等诸多方面都有决定性的关系。

因此，主接线设计必须经过技术与经济的充分论证比较，综合考虑各个方面的影响因素，最终得到实际工程确认的最佳方案。

2.1.1 主接线设计的基本要求（1）可靠性。

所谓可靠性是指主接线能可靠的工作，以保证对用户不间断的供电。

安全生产是电力系统的首要任务，保证供电可靠是电气主接线最基本的要求，而且也是电力生产和分配的首要要求。

（2）灵活性。

主接线的灵活性有一些几方面要求：1，调度要求。

可以灵活的投入和切除变压器、线路，调配电源和负荷；能够满足系统在事故运行方式下、检修方式下以及特殊运行方式下的调度要求。

2，检修要求。

可以方便的停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修，且不致影响对用的供电。

3，扩建要求。

可以容易的从初期过渡到终期接线，使在扩建时，无论一次和二次设备改造量最小。

（3）经济型。

经济型主要是投资省、占地面积小、能量损失小。

2.1.2 主接线的设计原则（1）考虑变电所在电力系统中的地位和作用。

根据变电所在电力系统中的地位和作用不同，对主接线的可靠性、灵活性、经济性的要求也不同。

（2）考虑近期和远期的发展规模。

变电所主接线设计应根据5-10年电力系统发展规划进行。

（3）考虑负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响。

对一级负荷，必须有两个独立电源供电，且当一个电源失去后，应保证全部一级负荷不间断供电；对二级负荷，一般要有两个电源供电，且当一个电源失去后，能保证大部分二级负荷供电。

三级负荷一般只需一个电源供电。

（4）考虑主变台数对主接线的影响。

变电所主变的容量和台数，对变电所主接线的选择将产生直接的影响。

通常对大型变电所，由于其传输容量大，对供电可靠性要求高，因此，其对主接线的可靠性、灵活性的要求也高。

而容量小的变电所，其传输容量小，对主接线的可靠性、灵活性要求低。

（5）考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响。

发、送、变的备用容量是为了保证可靠的供电，适应负荷突增、设备检修、故障停运情况下的应急要求。

电气主接线的设计要根据备用容量的有无而有所不同。

例如，当断路器或母线检修时，是否允许线路。

变压器停运；当线路故障时允许切除线路、变压器的数量等，都直接影响主接线的形式。

2.1.3 电气主接线的确定（1）110kV 部分电气主接线110kV 出进线数为6回，且考虑到熔冰的设置，宜采用双母线接线。

且根据变电站110kV 运行实际情况（采用SF6断路器，故障率较低，且采用微机保护装置，检修周期较长）和技术发展趋势，故110kV 本期及远景均采用双母线接线并设母联断路器。

（2）35kV 部分电气主接线110k V 变电所中的35kV 配电装置，出线回路数不超过3回时，宜采用单母线接线，4—8回时宜采用单母线分段接线，8回以上时，宜采用双母线接线。

本设计出现回路数有6回，宜采用单母线分段接线。

（3）10kV 部分电气主接线本设计10kV 出现7回路出线及3备用回路，从经济性的角度考虑采用单母线分段的接线方式。

（4）最后方案：110kV 采用双母线接线，35kV 采用单母线分段接线，10kV 采用单母线分段接线。

图 2.1.3 最后电气主接线图110KV10KV35KV2.2 主变压器选择2.2.1主变压器的选择原则1.主变容量一般按变电所建成后 5～10 年的规划负荷来进行选择，并适当考虑远期10～20 年的负荷发展。

2.根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变的容量。

对于有重要负荷的变电所，应考虑一台主变停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，保证用户的Ⅰ级和Ⅱ级负荷，对于一般变电所，当一台主变停运时，其他变压器容量应能保证全部负荷的70%～80%。

3.为了保证供电可靠性，变电所一般装设两台主变，有条件的应考虑设三台主变的可能性。

2.2.2主变压器台数的选择1.对大城市郊区的一次变电所，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电所以装设两台主变压器为宜。

2.对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，在设计时应考虑装设三台主变压器的可能性。

3.对于规划只装设两台主变压器的变电所，以便负荷发展时，更换变压器的容量。

根据本原始材料等方面综合考虑，本设计的主变压器的台数选择2台。

2.2.3主变压器容量的选择1.主变压器容量一般按变电所建成后5～10 年的规划负荷选择，适当考虑到远期10～20 年的负荷发展。

对于城郊变电所，主变压器容量应与城市规划相结合。

2.根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。

对于有重要负荷的变电所，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计其过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷；对一般性变电所，当一台变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的70%～80%。

3.同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多。

应从全网出发，推行系列化、标准化。

本设计给的原始材料中，35KV 电压等级算得最大总负荷为18000KW ； 10KV 电压等级最大负荷12500W 。

则算得总容量：)(305001250018000k 10k 35KW S S S S V V =+=+==∑总考虑到两种负荷的同时率为0.9，线损率取5%，取8年的规划时间计算，当一台变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的70%～80%，这里取70%计算，则主变容量确定为：)(29809%)51%)(51(9.0%708KVA S S N ≈++⨯⨯⨯=总 2.2.4主变压器型式的选择选择主变压器，需考虑如下原则：1.当不受运输条件限制时，在330KV 及以下的发电厂和变电站，均应选用三相变压器。